Structural differences between the active sites of the Ni-A and Ni-B states of the [NiFe] hydrogenase: an approach by quantum chemistry and single crystal ENDOR spectroscopy

文献情報

出版日 2015-05-27
DOI 10.1039/C5CP01322D
インパクトファクター 3.676
著者

Jessica L. Barilone, Hideaki Ogata, Wolfgang Lubitz, Maurice van Gastel


原文を見る

要旨

The two resting forms of the active site of [NiFe] hydrogenase, Ni-A and Ni-B, have significantly different activation kinetics, but reveal nearly identical spectroscopic features which suggest the two states exhibit subtle structural differences. Previous studies have indicated that the states differ by the identity of the bridging ligand between Ni and Fe; proposals include OH−, OOH−, H2O, O2−, accompanied by modified cysteine residues. In this study, we use single crystal ENDOR spectroscopy and quantum chemical calculations within the framework of density functional theory (DFT) to calculate vibrational frequencies, 1H and 17O hyperfine coupling constants and g values with the aim to compare these data to experimental results obtained by crystallography, FTIR and EPR/ENDOR spectroscopy. We find that the Ni-A and Ni-B states are constitutional isomers that differ in their fine structural details. Calculated vibrational frequencies for the cyano and carbonyl ligands and 1H and 17O hyperfine coupling constants indicate that the bridging ligand in both Ni-A and Ni-B is indeed an OH− ligand. The difference in the isotropic hyperfine coupling constants of the β-CH2 protons of Cys-549 is sensitive to the orientation of Cys-549; a difference of 0.5 MHz is observed experimentally for Ni-A and 1.9 MHz for Ni-B, which results from a rotation of 7 degrees about the Cα–Cβ–Sγ–Ni dihedral angle. Likewise, the difference of the intermediate g value is correlated with a rotation of Cys-546 of about 10 degrees.

関連文献

Atomistic dewetting mechanics of Wenzel and monostable Cassie–Baxter states

Senbo Xiao, Zhiliang Zhang, Jianying He

2018-08-24 Paper

DOI: 10.1039/C8CP03256D

Enhanced fluorescence of phthalimide compounds induced by the incorporation of electron-donating alicyclic amino groups

Ryoji Orita, Marius Franckevičius, Aurimas Vyšniauskas, Vidmantas Gulbinas, Haruki Sugiyama, Hidehiro Uekusa, Kenta Kanosue, Ryohei Ishige, Shinji Ando

2018-05-14 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01999A

Significant effect of Mg-pressure-controlled annealing: non-stoichiometry and thermoelectric properties of Mg2−δSi1−xSbx

Kouta Iwasaki, Masahito Yoshino, Tomoaki Yamada, Takanori Nagasaki

2018-10-08 Paper

DOI: 10.1039/C8CP04839H

A theoretical insight into a feasible strategy for the fabrication of borophane

Gangqiang Qin, Aijun Du, Qiao Sun

2018-05-17 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01407H

On the hydrogen evolution reaction activity of graphene–hBN van der Waals heterostructures

Sumit Bawari, Nisheal M. Kaley, Shubhadeep Pal, Thazhe Veettil Vineesh, Shamasree Ghosh, Jagannath Mondal, Tharangattu N. Narayanan

2018-03-13 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01020J

Inside front cover

Cover

DOI: 10.1039/C8CP91873B

Size effects on rhodium nanoparticles related to hydrogen-storage capability

Chulho Song, Anli Yang, L. S. R. Kumara, Satoshi Hiroi, Yi-Tao Cui, Kohei Kusada, Hirokazu Kobayashi

2018-05-23 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01678J

Ferroelectric-mediated filamentary resistive switching in P(VDF-TrFE)/ZnO nanocomposite films

Tae Yeon Kim, Gopinathan Anoop, Yeong Jun Son, Soo Hyeon Kim, Eunji Lee, Ji Young Jo

2018-04-30 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02024H

Shape transition of water-in-CO2 reverse micelles controlled by the surfactant midpiece

Muhan Wang, Junfeng Wang, Timing Fang, Youguo Yan, Zhiyuan Wang, Jun Zhang

2018-05-19 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01844H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-苄基-6,7-二氢-5H-吡咯并3,4-b吡啶とは何ですか?

6-苄基-6,7-二氢-5H-吡咯并3,4-b吡啶は、CAS番号109966-30-5の化合物です。これは、6-ベンジル基を持つ6,7-二氢-5H-吡咯並みの化...

109966-30-56-Benzyl-6,7-dihydro...
化合物よくある質問

半硫酸奎宁单水水合物はどのように保存すればよいですか?

半硫酸奎宁单水水合物は、乾燥した涼しい場所に保管し、直射日光や湿気を避ける必要があります。保存温度は常温(15〜25℃)が適切で、湿度は40%以下を維持すること...

6119-70-6Quinine sulfate hydr...
化合物よくある質問

D-核糖-5-リン酸二ナトリウムとは何ですか?

D-核糖-5-リン酸二ナトリウムは、CAS番号18265-46-8を有する化合物で、D-核糖の5位付加部位にリン酸基が結合した化合物です。この化合物は、水溶性で...

18265-46-8Disodium (2R,3R,4R)-...
化合物よくある質問

異丙基肼はどの業界で使用されていますか?

異丙基肼は主に医薬品やポリマー業界で使用されています。また、センサーと半導体の製造プロセスでも重要な役割を果たしています。

2257-52-5Isopropylhydrazine
化合物よくある質問

3-乙酰基-4-羟基喹啉-2(1H)-酮はどのように合成されますか?

3-乙酰基-4-羟基喹啉-2(1H)-酮は、ハイドロキノンと酢酸アセトイルアミドのアミド化反応により合成されます。この反応は塩基触媒を用いて行われ、選択性は良好...

26138-64-73-Acetyl-4-hydroxyqu...
化合物よくある質問

Bobcat339はどのように保存すればよいですか?

Bobcat339は、0〜5℃の冷暗所で避光保存することを推奨します。容器は密閉し、取り扱いには十分な注意を払いましょう。

2280037-51-44-Amino-1-(3-bipheny...
化合物よくある質問

5-溴-4-甲基-1H-吲唑とは何ですか?

5-溴-4-甲基-1H-吲唑は、CAS番号1082041-34-6の化学物質で、化学式はC10H9BrNです。この化合物は淡黄色の結晶性粉末で、吸湿性があります...

1082041-34-65-Bromo-4-methyl-1H-...
化合物よくある質問

3-(4メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸の代替品はありますか?

3-(4メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸の代替品は、その用途により異なりますが、例えば4-(メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸や、他のオキ...

1416323-25-53-(4-Methoxyphenyl)-...
化合物よくある質問

3-イリドオキシピロロ[2,3-b]ピリジン-5-カルボキシlic酸は安全ですか?

3-イリドオキシピロロ[2,3-b]ピリジン-5-カルボキシlic酸は危険な化合物ではありませんが、適切な手袋や保護眼鏡の使用を推奨します。誤って摂取または接触...

1060816-80-93-Iodo-1H-pyrrolo[2,...
化合物よくある質問

3-氟-4- iodobenolを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

3-氟-4- iodobenolは可燃性を有し、強力な反応性を持つため、取り扱いには注意が必要です。PPE(個人保護具)の着用、ドラフトチャンバーの使用、漏洩時...

122927-84-83-Fluoro-4-iodopheno...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。